金属极板燃料电池电堆接触压力的分布规律

燃料电池电堆装配质量影响反应气体密封、电堆内阻和流道侵入,从而影响整个电堆系统的性能。基于商用有限元软件ANSYS,研究了包括端板、密封垫圈在内的金属极板质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆三维装配模型的仿真建模方法,分析了层叠式电堆组件间接触压力分布及其传递规律。组装了金属极板燃料电池实验电堆,并进行了电堆装配实验,验证了本文建模方法的准确性。     

截止阀中法兰螺柱连接结构有限元分析

采用ANSYS有限元方法对某小口径阀门中法兰螺柱结构进行了分析。考虑中腔垫片工作过程中压缩、回弹的材料非线性特性,分析了阀门装配过程中的2种不同中法兰螺柱加载方案对螺柱工作载荷和垫片接触应力及阀门密封性的影响。     

车用低压质子交换膜燃料电池电堆的半经验模型

首先介绍质子交换膜燃料电池建模的现状,然后结合车用情况采用半经验方法进行建模,主要从理论基础出发,简化电堆模型,从中推导出浓差项,提出浓差阻力的概念.根据车用低压电堆的工作条件,采用断电法来获取不同温度下电堆的欧姆损失,用线性拟合方法获得欧姆损失表达式.在保证其他操作条件不变的情况下,改变空气过量系数,通过比较电堆电压的变化情况,采用实数编码的遗传算法对试验数据进行拟合,获得浓差阻力系数的表达式.在获得欧姆、浓差损失的基础上,推导出电堆的活化损失表达式.最终获得车用低压质子交换膜燃料电池电堆的半经验模型,并采用建立的模型对20组不同温度和过量空气系数下的电堆输出电压进行计算,计算结果与实际测量值比较吻合,说明建模方法相当有效,模型精度达到系统优化和控制的要求.     

燃料电池电堆的精密装配检测系统设计

在装配平板式固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆时,其组件的变形会影响到电堆的装配质量,降低电池的效率和使用性能。为保证装配质量,在装配之前需要对组件进行变形量的检验。燃料电池批量生产以后,人工检测的工作量变大,自动检测系统显得十分必要。以数显百分表为测头,并采用基于LabVIEW的上位机软件为数据处理平台,通过信号调理电路作为中间媒介,设计了一套燃料电池组件的变形检测系统,方便的实现了组件测量数据的显示、存储和回放,为电堆的精密装配奠定基础。     

石墨双极板泄漏原因分析及改善

石墨双极板是燃料电池电堆中数量最多的零部件,是燃料电池电堆的重要组成部分。石墨双极板的质量控制,不仅决定着燃料电池的整体质量、使用寿命,同时影响着燃料电池生产企业的市场竞争力和经济效益。目前石墨双极板的失效方式主要是石墨双极板泄漏;石墨双极板泄漏会导致冷却腔体内的冷却液污染膜电极,影响电堆正常运行;通过对石墨双极板制程中存在问题的解析,制定有效的防发生、防流出措施,从而改善石墨双极板的质量。     

X射线聚焦望远镜镜片黏接装配的数值模拟和分析

对采用圆锥嵌套Wolter-I型结构的X射线聚焦望远镜在装配过程中产生的面形偏差进行了模拟和分析。首先,利用ANSYS有限元软件建立二维模型。然后,以实际装配步骤和夹具为加载和边界条件,通过分析不同半径镜片的装配过程,得到了面形偏差与三根压条的载荷关系曲线,由此优选出了不同半径镜片对应的最佳装配载荷。分析显示:除对应的最大面形偏差外,优选出的装配载荷均可控制在0.1μm以内,满足装配精度要求,而且对应装配载荷下玻璃镜片的最大Mises应力也均小于玻璃的强度极限,不会在装配过程中失效。此外,建立了三维分析模型并与二维简化模型分析结果进行了比较。结果显示:计算偏差主要集中在镜片的前、后两端约5mm范围内,最大偏差为2.3μm;镜片中段两种模型的计算偏差小于0.03μm,表明提出的二维简化模型可以用于玻璃镜片装配的快速面形偏差分析和载荷确定。文中对镜片装配过程的分析可为提高装配精度提供理论依据。     

基于有限元的立铣刀/刀柄连接结构动态特性分析

针对某种立铣刀/刀柄连接结构的动态特性,进行了有限元仿真研究.利用MSCPATRAN/NASTRAN软件分别对立铣刀、刀柄和两者的装配体进行模态分析,探讨了装配之后系统的模态与其组成结构的模态之间的联系.通过建立铣削力加载模型,模拟实际切削过程中的动载荷,对刀具系统进行了频率响应分析,研究了不同频率动载荷作用下系统的动刚度和变形量.     

内压法装配屏蔽构件与空槽定子铁芯的数值分析

利用数值模拟法对缩尺AP1000空槽定子铁芯与定子屏蔽构件的装配过程进行了研究。首先提出了5种不同内压加载路径的装配过程,通过分析成形能力确定了较为合适的加载路径;接着在此加载路径基础上分析了成形能力与内压力关系随初始间隙变化的规律;最后分析了不同摩擦因数对装配过程的影响。研究表明:数值模拟法有助于装配方案的确定以及装配效果的预测;装配中存在一定的摩擦可获得到较好的装配效果。     

实际工作条件下人字齿轮变载荷疲劳性能分析方法

齿轮在实际工作中存在安装误差和轴变形,会造成齿轮偏载情况,影响齿轮的接触状态与齿轮疲劳性能;齿轮变载荷作用下,考虑安装误差和轴变形对疲劳性能的影响是人字齿设计中的难题之一。给出了一种实际工作条件下的人字齿轮变载荷下的疲劳性能分析方法:给出考虑安装误差和轴变形影响的有限元接触分析模型建模方法;基于有限元接触分析模型,计算出实际载荷工况下的人字齿轮偏载情况;基于加载接触分析得到了接触应力结果,根据载荷谱计算出接触强度的安全系数。实例计算表明,对实际使用的一对修形人字齿,左右齿面偏载最大达到10.75%。研究工作为高性能人字齿设计分析提供一种有用的参考方法。     

质子交换膜燃料电池加湿技术研究

质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆的加湿效果不仅影响电堆的输出性能,还决定着电堆的稳定性,从而影响PEMFC的性能和寿命。本文介绍了多种不同的加湿方式,并比较了各种加湿技术的特点,为PEMFC加湿方式的最优选择提供了依据。     

Natural frequencies of vibration of a class of solids composed of layers of isotropic materials

In a recent paper, the Ritz method with simple algebraic polynomials as trial functions was used to obtain an eigenvalue equation for the free vibration of a class of homogeneous solids with cavities. The method presented is here extended to the study of a class of non-homogeneous solids, in which each solid is composed of a number of isotropic layers with different material properties. The Cartesian coordinate system is used to describe the geometry of the solid which is modelled by means of a segment bounded by the yz, zx and xy orthogonal coordinate planes and by two curved surfaces which are defined by fairly general polynomial expressions in the coordinates x, y and z. The surface representing the interface between two material layers in the solid is also described by a polynomial expression in the coordinates x, y and z. In order to demonstrate the accuracy of the approach, natural frequencies are given for both a two- and three-layered spherical shell and for a homogeneous hollow cylinder, as computed using the present approach, and are compared with those obtained using an exact solution. Results are then given for a number of two- and three-layered cylinders and, to demonstrate the versatility of the approach, natural frequencies are given for a five-layered cantilevered beam with a central circular hole as well as for a number of composite solids of more general shape.     

叶切面最大厚度数值计算与应用

以叶切面最大厚度的数值计算方法为基础,探讨叶切面最大厚度计算的计算机实现,介绍叶切面厚度数值计算法的应用实例.     

膨胀套导向机构的设计

通过分析膨胀套在实际使用产生滑移受阻现象、卡死现象原因的实质,并在分析产生问题原因的基础上提出了改进措施即：增加导向机构。     

双丝杠驱动机构同步分析

介绍了双丝杠驱动机构工作原理,论述了双丝杠运动产生不同步的原因以及如何判定与解决同步问题。     

磨粉机快辊轴承座加工工艺设计

设计了磨粉机快辊轴承座的加工工艺和具体的工装夹具.利用卧式加工中心加工磨粉机快辊轴承座,辅以能够高效快速夹紧的夹具,既可以保证加工精度,又能够提高加工效率.     

某型号飞机起落架支柱减振筒内壁腐蚀原因分析

飞机起落架减振支柱在飞机起落和滑跑时,吸收撞击能量,对飞机安全起降的意义重大.减振筒是减振支柱中的重要部件,本文从工艺流程、理化分析、外场使用和腐蚀机理分析等方面,对减振支柱减振筒内壁的腐蚀原因及危害进行了综合分析,并提出了相应措施.     

一种涡旋压缩机径向随变机构的设计

详细介绍了运用随变原理设计的一种新型径向密封机构的结构特点,工作原理及主要参数的确定方法,该机构可补偿由于涡旋体加工精度不高而造成的功率损失,适用于涡旋压缩机的批量生产。     

两种仪表功能合理性评述

本文以某些积算和双笔记录仪产品为例说明由于仪表功能设计的不合理或选型不当，影响了仪表的正常使用，制造厂和用户应关注这类问题。     

Specific features of operation of electrostatic microgenerators of energy

Specific features of operation of one- and two-capacitor microelectromechanical converters (MEMC) of energy of mechanical microscopic vibrations into electric energy with a modulated electrode-gap magnitude and with allowance for the mutual influence of electrical and elastic forces are analyzed, and the characteristics of these two devices are compared. The main factors restricting the increase in MEMC power are demonstrated to be the effects of “collapsing” and the condition of conservation of positive rigidity of the system. Expressions for estimating the limiting MEMC parameters are derived. The possibility of electrical energy generation in the presence of “real“ sources of wide-spectrum microscopic vibrations is considered.     

我校工业设计教育改革初探

针对目前市场对工业设计人才的需求,本文论述了我校在工业设计教育方面的改革措施,着重介绍了我校工业设计教育在软件和硬件方面所进行的一系列的改革。